CN110498531A - 含铝浓碱废液回收利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含铝浓碱废液的回收利用方法,可用于对铝型材生产过程的煲模(也称煮模或泡模)废液、铝型材和铝板带材在加工过程中的碱蚀废液、航空铝材进行碱液化学铣切过程中产生的化铣废液进行回收利用,属于环保领域的技术。本方法是先将以上含铝浓碱废液过滤杂质后，再用生石灰粉末(氧化钙)、水和表面活性剂同废液中的铝酸钠进行反应，然后再通过固液分离将废液中的铝去除,得到的碱液补充少量片碱提高浓度后可循环使用于煲模、碱蚀和化铣过程，生成的水合铝酸钙副产品可以作为优质的化工原料用于工业级聚合氯化铝(被广泛使用的一种净水剂)的生产。本方法具有成本低、使用简单、除铝效率高(铝离子去除率可达90—100％)、节约90％以上碱用量和废液零排放的特点，是一种理想的含铝浓碱废液的回收处理方法。

Description

含铝浓碱废液回收利用方法
技术领域
本发明涉及一种含铝浓碱废液的回收利用方法，可用于对铝型材生产过程的煲模(也称煮模或泡模)废液、铝型材和铝板带材在加工过程中的碱蚀废液、航空铝材进行碱液化学铣切过程中产生的化铣废液进行回收利用，属于环保领域的技术。
背景技术
铝型材在生产的首道工序，就是将铝棒挤压成所需要的形状的型材。挤压时需要用到模具，而这些模具在挤压完成后，需要将模具模腔中残余的铝去除，要采用片碱溶液或液碱(NaOH)浸泡。这些高浓度氢氧化钠溶液与模具模腔中残留的铝产生强烈反应并放热，模具中金属铝会被逐渐溶解掉，使得模具变得干净，以便于进行重复使用。此过程被称为“煲模”，也称“煮模或泡模”。
这种处理模具的碱液中的铝含量会逐渐升高，当氢氧化钠与金属铝反应产生的铝酸钠在碱液中国越来越多时，再继续去溶解更多铝，氢氧化钠溶液的溶解能力会下降直到完全丧失。
一般开槽时，煲模液氢氧化钠浓度在200-300g/L之间，随着溶解金属铝的不断增多，铝离子浓度上升，溶解铝的速度不断下降，当铝离子达50-70g/L时，煲模速度太慢，需要倒槽,形成废液。煲模废液是一种含碱量很高的废液，如不经过处理,将会产生较大的环境污染。
同理，在许多铝型材和铝板带材的表面处理工艺中，有“碱蚀”环节。当碱蚀槽中溶解了过多金属铝之后，槽液中的铝离子含量过高，槽液必须排放，形成废液。
同理，在航空铝材的碱液化学铣切时，碱液中铝离子浓度过高时，也将无法使用，产生废液。
目前，国内外较为常用的处理废水方法主要有酸碱中和法和氢氧化铝晶析法等，但这些方法存在着种种不足，尤其是处理成本过高。含铝浓碱废液是一种含碱量较高的废液,用普通的酸碱中和法，不但浪费了大量的酸，还会产生巨量的废渣和废水。用氢氧化铝晶析法处理时，不但投资巨大，而且铝离子去除率仅能达到50％左右，且会造成管道、阀门及晶析槽严重结垢，非常麻烦。绝大多数的铝加工企业，不但要耗费大量的片碱使用成本，而且要处理大量的浓碱废水，形成巨大的社会资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种低成本、使用简单、除铝效率高、节约90％以上片碱用量、废液零排放的含铝浓碱废液回收处理方法。全面回收废液中有用成分,彻底消除其对环境的影响。
本发明技术方案是用生石灰粉末和水将含铝浓碱废液中的铝酸钠进行反应,生成水合铝酸钙沉淀,其反应式为：
3CaO+2NaA1O2+7H2O＝3CaO·A1203·6H2O+2NaOH
生石灰粉末为氧化钙，与水发生放热反应，反应的活性非常强，去除铝离子的速度快、效率高，产生的铝酸钙固体物铝含量高、有经济回用价值。添加表面活性剂有促进反应、提高除铝效率和减少生石灰用量的效果。
再通过固液分离将反应后的混合物中的固体沉淀物去除，得到的碱液收集于循环使用专用桶，待使用时补充少量片碱提高浓度后即可用于煲模、碱蚀或化铣过程，而生成的水合铝酸钙沉淀可以作为优质的原料用于聚合氯化铝的生产。
因此本发明的方法包含以下过程：
①先将含铝浓碱废液进行固液分离使其中的固体杂质被去除。
②过滤后得到的废碱液在搅拌情况下按照一定的比例加入一定数量的生石灰粉末、水和表面活性剂，持续搅拌2个小时。所述的生石灰粉末、水和表面活性剂的加入摩尔比例为1:1：0.00005，同时加入。加入生石灰粉末的量为其中的含钙总量和废液中的含铝总量的钙铝摩尔比为5:2。
③固液分离，分离得到的清澈碱液收集后用于循环使用。经水洗去碱后分离得到的固体水合铝酸钙作为优质原料出售或用于工业级聚合氯化铝(被广泛使用的一种净水剂)的生产。
本发明采用低成本的生石灰粉末、水和表面活性剂加入含铝浓碱废液中，经过2个小时的搅拌后进入压滤机，就可以将废液中的碱回收再生，同时将废液中的铝转化为优质的化工原料水合铝酸钙。整套工艺不但使用成本低廉,工序及设施简单，而且还可以实现有效物质全回收、废液零排放的效果,是一种理想的含铝浓碱废液的回收处理方法。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：某铝型材厂的煲模废液的游离碱浓度为163克/升，铝离子含量为50克/升,本发明回收处理过程为：
①先将废液过滤后进行固液分离使其中的固体杂质得到去除；；
②过滤后得到的废液加入生石灰粉末、水和表面活性剂进行充分搅拌处理,持续搅拌2小时。每升废液加入含钙总量为125克的生石灰粉末、0.125升水和少量表面活性剂。
③然后再通过压滤进行固液分离，分离得到的清澈碱液的游离碱浓度为为198克/升，铝离子含铝为2.3克/升，完全满足煲模碱液的需求。分离得到的铝酸钙沉淀固体物作为优质的化工原料用于工业净水剂聚合氯化铝的生产处理。
实施例2：某铝型材厂的氧化车间碱蚀废液的游离碱浓度为103克/升，含铝量为71克/升，本发明回收处理过程为：
①先将废液过滤后进行固液分离使其中的固体杂质得到去除；；
②过滤后得到的废液加入生石灰粉末、水和表面活性剂进行充分搅拌处理,持续搅拌2小时。每升废液加入含钙总量为178克的生石灰粉末；
③然后再通过压滤进行固液分离，分离得到的清澈碱液的游离碱浓度为为152克/升，铝离子含量为1.3克/升，完全满足碱蚀槽碱液的需求。分离得到的铝酸钙沉淀固体物作为优质的化工原料用于工业净水剂聚合氯化铝的生产处理。
实施例3:某铝型材厂的煲模废液的游离碱浓度为184克/升,含铝量为88克/升,本发明回收处理过程为：
①先将废液过滤后进行固液分离使其中的固体杂质得到去除；
②过滤后得到的废液加入生石灰粉末、水和表面活性剂进行充分搅拌处理,持续搅拌2小时。每升废液加入含钙总量为264克的生石灰粉末；
③然后再通过压滤进行固液分离，分离得到的清澈碱液的游离碱浓度为为253克/升，铝离子含铝为2.6克/升，完全满足煲模碱液的需求。分离得到的铝酸钙沉淀固体物作为优质的化工原料用于工业净水剂聚合氯化铝的生产处理。
以上所述的实施例仅表达了本发明的优选实施方式,不能理解为对本发明专利范围的限制，因此本发明并不限于此具体的流程。本领域技术人员根据本发明的技术方案和构思,还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。所以，凡根据本发明权利要求范围得出的其他实施方式，均应属于本发明涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种含铝浓碱废液回收利用方法，其特征在于包含如下步骤：
①先将含铝浓碱废液进行固液分离使其中的固体杂质被去除；
②过滤后得到的废碱液在搅拌情况下按照一定的比例加入一定数量的生石灰粉末、水和表面活性剂，持续搅拌2个小时；
③固液分离，分离得到的清澈碱液收集后用于循环使用；经水洗去碱后分离得到的固体水合铝酸钙作为优质原料出售或用于工业级聚合氯化铝的生产。
2.根据权利要求1所述的含铝浓碱废液回收利用方法，其特征在于：所述的生石灰粉末、水和表面活性剂的加入摩尔比为1:1：0.00005，同时加入。
3.根据权利要求1所述的含铝浓碱废液回收利用方法，其特征在于：所述的加入生石灰粉末的量为其中的含钙总量和废液中的含铝总量的钙铝摩尔比为5:2。
4.根据权利要求1所述的含铝浓碱废液回收利用方法，其特征在于：所述的加入生石灰粉末、水和表面活性剂的搅拌时间为2小时以上。
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